外生菌根真菌通过分泌胞外粘性物质固定环境中过量重金属的机理研究

【作者】 柴立伟； 黄艺；

【机构】 北京大学环境科学与工程学院；

【摘要】 外生菌根真菌表现出对土壤中重金属很强的耐受性,对其耐受机制的解释有多种假设,主要包括胞外回避机制,胞内转运储存机制以及抗氧化酶系统等。胞外回避机制认为,在重金属胁迫下,外生菌根真菌能够向环境中释放多种物质,为处于离子态的重金属离子提供自由配体,从而将其以有机结合态的形式固定在根际微环境中。其中,胞外粘性物质,作为最贴近细胞且成分复杂的细胞分泌物,被认为可能是阻止过量重金属进入细胞的重要物质。该论文参考活性污泥胞外聚合物的分离方法,获得菌根真菌(Laccaria bicolor)胞外粘附物质分离方法,且获得胞外粘附物的基础上,得到以下结果:1)在铜、镉胁迫下,细胞不同组分及其粘附物中的重金属含量不同,胞外粘附物质中所固定的重金属占菌根真菌固定总重金属的50%左右;2)对胞外粘附物质中蛋白质成分定量分析,发现在Cd和Cu胁迫下,胞外粘附物质中的蛋白质含量增加;3)通过对胞外粘附物质中蛋白质组分的凝胶电泳分离显示,Cd和Cu胁迫下的样品中出现一个43kDa的条带,而这个条带在没有胁迫的对照试验中不存在。根据以上研究结果可以看出,胞外粘附物质附着于细胞壁上,作为生物和非生物界面,在外生菌根真菌处于环境胁迫时,可能作为菌根真菌细胞和环境的介导物质,调节细胞的微环境,为细胞提供保护作用。当菌根植物处于过量重金属胁迫环境时,菌根真菌通过改变胞外粘性物质的量和组成,达到回避重金属毒害,保护植物的作用。更多还原